Фамилия Рембельский образована по продуктивной для польской и западнорусской ономастики модели с суффиксом -ский, который изначально указывал на принадлежность к местности или владельческий статус. В основе фамилии лежит топоним Рембель или Ремблов — название населённого пункта, от которого и пошло прозвище первого носителя. Такие фамилии на -ский в XVI–XVII веках часто закреплялись за шляхтой и духовенством, но со временем распространились среди крестьян и мещан, особенно на территориях бывшей Речи Посполитой.

Сам корень Рембель- имеет неоднозначную этимологию. Наиболее правдоподобная версия связывает его с польским глаголом «rząbać» (рубить, резать) или с диалектным «rębać» — в таком случае прозвище Рембель могло означать «рубака», «дровосек» или «человек с грубыми чертами». Есть и более прозаичное объяснение: в некоторых говорах «рембель» — это зазубрина, зарубка, то есть прозвище могли дать человеку со шрамом или неровным зубом. Слабая версия о происхождении от немецкого «Rempel» (скандалист) не подкреплена географией бытования фамилии — она почти не встречается в немецкоязычных регионах.

Географически фамилия Рембельский тяготеет к западным областям современной Беларуси и восточной Польше. В документах XIX века носители фамилии фиксировались в Гродненской и Виленской губерниях, что подтверждает её происхождение из зоны польско-белорусского пограничья. Встречаются также варианты написания — Рембловский, Рембель, но именно форма с -ский указывает на дворянское или полупривилегированное происхождение предка, владевшего землёй или служившего при костёле.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: корень + суффикс -ель (уменьшительно-прозвищный формант, как в словах «корель», «кудель») + -ск- + окончание -ий. Такая структура типична для фамилий, возникших от прозвищ, а не от имён, что делает Рембельских носителями редкой модели: в русском языке большинство фамилий на -ский восходит к географическим названиям, а здесь первично именно прозвище, позже ставшее топонимом.